不同Mo、W含量叶片用GY200镍基合金中碳化物的析出行为

利用微观组织分析及化学相分析的方法研究了9种不同Mo、W含量的汽轮机叶片用GY200镍基合金中碳化物及γ'强化相的析出规律。结果表明,合金中出现MC、M_6C、M_(23)C_6型碳化物,MC相由一次未溶TiC和少量二次析出的TiC组成,MC相含量随W、Mo添加量增加而增加。M_6C在1080℃就开始析出,对于GY200镍基合金,M_6C析出条件可由Cr/(Cr+Mo+0.7W)≤0.847(at%)经验公式来表达。Mo添加后,M_(23)C_6含量随W添加量的增加有减少趋势。Mo促进TCP相析出的动力学比W元素的要强,利用W来替代部分Mo,能够减少Laves相、TCP相的析出。W添加4%以内将明显改善合金高温强塑性。     

不同Mo、W含量叶片用GY200镍基合金中碳化物的析出行为北大核心CSCD

利用微观组织分析及化学相分析的方法研究了9种不同Mo、W含量的汽轮机叶片用GY200镍基合金中碳化物及γ'强化相的析出规律。结果表明,合金中出现MC、M_6C、M_(23)C_6型碳化物,MC相由一次未溶TiC和少量二次析出的TiC组成,MC相含量随W、Mo添加量增加而增加。M_6C在1080℃就开始析出,对于GY200镍基合金,M_6C析出条件可由Cr/(Cr+Mo+0.7W)≤0.847(at%)经验公式来表达。Mo添加后,M_(23)C_6含量随W添加量的增加有减少趋势。Mo促进TCP相析出的动力学比W元素的要强,利用W来替代部分Mo,能够减少Laves相、TCP相的析出。W添加4%以内将明显改善合金高温强塑性。     

HAYNES282镍基合金的平衡析出相及焊缝微观组织

利用热力学软件JMatPro分析700℃等级汽轮机焊接转子材料HAYNES282的合金元素对平衡相析出行为的影响,在此基础上分析研究焊缝微观组织。结果表明,282合金的热力学平衡析出相为γ、γ′、MC、M_6C、M_(23)C_6、M_3B_2、σ、μ,各析出相的含量与温度具有一定的规律性,元素含量的变化对平衡态的析出相有直接影响。从微观组织可以看出,固溶后的焊缝出现栅状组织,在焊缝一次枝晶内沿枝晶生长方向线性排列,但取向各异。焊缝组织析出相主要为(Cr、Fe、Mo)_(23)C_6、(Mo,Co,Fe)_6C。     

镍基高温合金GH141平衡析出相的热力学计算分析

应用Thermo-Calc热力学计算软件,对GH141合金的平衡析出相和非平衡凝固过程进行了模拟计算。结果表明:GH141合金的平衡析出相有γ、γ′、σ、μ和碳化物(M C、M_6C、M_(23)C_6);合金凝固过程中Mo、Ti元素正偏析比较严重,这会降低合金的初熔点;Al、Ti含量对γ′相的开始析出温度和最大析出量有很大影响;C是碳化物最大析出量的控制元素,且M C、M_6C、M_(23)C_6碳化物的主要富集元素分别是Ti、Mo、Cr。研究结果为合金的成分设计和热处理提供一定的理论依据。     

Al对铁素体耐热钢析出相影响的模拟计算

在T92耐热钢成分基础上对其进行优化,利用Thermo-Calc热力学软件计算了试验钢的平衡析出相,重点研究了Al元素对耐热钢析出物的影响规律。结果表明,当Al含量小于4%时,Al对Laves相、M_(23)C_6相的析出量影响较小,但会提高Laves相和M_(23)C_6相的开始析出温度;Al对Z相的影响较大,当Al含量小于4%时,Z相析出量与开始析出温度都有所下降,而Al含量为4%时几乎不析出Z相;Al对σ相的影响也较为明显,Al对σ相的析出量及开始析出温度影响比较复杂,但当Al含量为4%时几乎无σ相析出。     

Laves相析出对P92钢合金元素再分布的影响

对P92钢进行650℃,0~5000h时效实验,采用萃取复型和电化学萃取2种方法分离时效样品中的沉淀相,采用电感耦合等离子体发射光谱仪和EDS测定萃取物中合金元素的含量,揭示Laves相析出引起的合金元素再分布规律.利用Brinell硬度计测试P92钢时效过程中的硬度变化.根据合金元素再分布特性,建立基体溶质原子贫化损伤演化方程,采用基于物理本质的CDM模型评价其析出对P92钢蠕变寿命的影响.结果表明,时效前P92钢中约86%的W和Mo固溶于基体,剩余的14%分配在M23C6中.P92钢时效过程中由于Laves相析出发生合金元素的迁移,其析出主要夺取基体中的W和Mo原子,对时效前已析出的M23C6和MX相的成分影响很小.Laves相完全析出后,基体中W和Mo的分配量均降至50%左右.Laves相的析出还消耗基体的一部分Cr,使其分配量减少约3.6%.Laves相析出明显削弱溶质原子的固溶硬化作用,CDM计算表明,其析出使P92钢在650℃,100MPa下的蠕变寿命缩短24%左右.     

高Mo超级奥氏体不锈钢和Ni-Cr-Mo镍基合金析出相研究及对比

选择典型牌号654SMO和C-276,对高Mo超级奥氏体不锈钢和Ni-Cr-Mo镍基合金的析出相进行研究,对不同时效条件下654SMO和C-276进行组织观察、EDS及相分析。结果表明,虽然654SMO和C-276均含有较高的Cr、Mo含量,但由于合金体系不同,其析出相种类形态各异,主要研究结果有:(1)654SMO有8种第二相析出,分别为:σ相、Cr_2N、μ相、χ相、Laves相、M_(23)C_6、M_6C和M_3C;(2)654SMO钢的主要有害析出相为σ相、Cr_2N,其析出相的析出峰值温度为900℃;(3)C-276合金的主要析出相是M_6C与μ相,在本研究时效条件下,并未出现σ相析出。     

11%Cr铁素体/马氏体钢蠕变前后的析出相研究

利用透射电镜和能谱仪研究了一种11%Cr铁素体/马氏体钢在蠕变前后的析出相的类型、成分、形貌以及尺寸分布。结果表明,蠕变前钢中的析出相主要为富Cr的M_(23)C_6碳化物,富Nb/富Ta-Nb的MX碳化物,富Nb的MX碳氮化物。在600℃,150 MPa应力下蠕变1100 h后(未发生断裂),M_(23)C_6相的化学成分和尺寸几乎没有变化,Ta-Nb富集的MC析出相溶解,Nb富集的MX析出相内Nb元素含量少量上升,Ta与Cr元素含量下降。MX相的尺寸在蠕变后明显减小。此外,在蠕变后的钢中发现了(Fe,Cr)_2W型的Laves相和M_6C型的碳化物。     

镍基耐蚀合金028平衡相的析出行为

为了给冶炼成分设计、热加工工艺和热处理制度提供理论依据,利用扫描电镜(SEM)和热力学计算软件Thermo-Calc对028合金中析出相的特征进行观察和元素含量变化对其影响进行计算分析,并给出主要元素的合理控制范围。结果表明:不同状态的028合金晶内和晶界会析出σ相,720℃时效1 000 h后会析出大量针状σ相;028合金的主要平衡相为γ、M23C6、σ和α-Cr相;碳含量的增加可以显著地提高M23C6的析出量和析出温度,碳含量应控制在0.02%(质量分数)以内;随着Cr和Mo含量的增加,σ相的析出量增多,析出温度升高,由于σ相是有害相,Cr和Mo的含量需分别控制在26.5%和3.5%以内;初始Cr和Mo含量增加,基体γ相固溶的Cr和Mo含量也增加,初始Cr和Mo含量应分别控制在26.5%~27.5%和3.0%~4.0%之间。     

一种超超临界电站用镍铁基高温合金凝固和析出相的热力学评估

利用热力学计算软件JMat Pro和镍铁基合金数据库,计算分析了一种新型γ′相强化镍铁基高温合金的凝固特征温度和热力学平衡相的析出行为;评估了调整γ′相形成元素Al、Ti,抗蚀元素Cr和C含量对合金凝固特征温度和相析出行为的影响。结果表明:合金主要相组成为γ、γ′、MC和M_(23)C_6;随着Ti和Al含量的提高,γ′相的析出温度和含量增加,Ti元素的影响更显著;Cr含量的增加会降低合金液相线、固相线和M_(23)C_6相的析出温度并致M_(23)C_6相的析出含量先增加后减小;增加C含量会减小合金的结晶温度间隔、提高MC和M_(23)C_6相的析出温度和析出含量。本模拟研究结果将为合金的优化设计提供参考。     

904L超级奥氏体不锈钢中σ相析出的热力学研究

利用热力学计算软件Fact Sage及相应的钢铁材料数据库对904L超级奥氏体不锈钢热轧板中的平衡相进行计算,分析了元素含量在允许范围内变化对主要析出相σ析出行为的影响,并对904L钢的显微组织进行分析。结果表明:904L钢中析出的平衡相有FCC#2、BCC、M_(23)C_6、σ和LAVES相。Cr、Mo和Si含量的增加会提高σ相的完全溶解温度和析出量;C和Ni含量的增加使σ相的完全溶解温度和析出量略有降低;Mn和Cu含量的变化对σ相的完全溶解温度和析出量没有影响。试验结果证实了时效条件下的主要析出相为σ相,与热力学计算结果基本一致。     

单晶高温合金DD6再结晶晶界析出相特征及其形成机制

对单晶高温合金DD6进行表面吹砂处理,然后进行固溶与时效真空热处理,采用SEM,TEM,EPMA和Thermo-Calc的方法研究了单晶合金DD6再结晶晶界析出相的特征及其形成机制.结果表明,经过吹砂处理的DD6合金在固溶与时效热处理过程中发生再结晶.再结晶晶界出现析出相,分析表明析出相为M_6C碳化物,该碳化物呈粒状析出,尺寸约为0.5μm,数量极少,富含W,Re和Mo,且Cr,Nb和Co的含量与合金名义成分差别不大,而Al,Ta和Ni含量较低.由于再结晶晶界上C元素的聚集效应,C原子在晶界上达到一定浓度后即与一定数量的W,Mo等μ相形成元素发生相变反应,抑制了合金析出μ相的倾向.又因为DD6合金W含量较高,而Cr含量较低,抑制了M_(23)C_6碳化物,有利于析出M_6C碳化物.     

时效温度对S31042奥氏体耐热钢析出相的影响

为了研究时效温度对S31042钢析出行为的影响,在650、700、750℃下对S31042钢进行了长时时效处理。采用金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射,观察及分析了钢中析出相的演变。结果表明,时效温度对钢中析出相种类的影响较小,钢中的主要析出相为M_(23)C_6相、Z相和MX相,700、750℃时效过程中有σ相析出。随着时效温度的升高,晶界处的M_(23)C_6碳化物的析出速率和粗化速率明显加快,而Z相受温度变化影响较小。M_(23)C_6相的粗化受C元素的扩散控制,Z相的粗化则主要受Nb元素的扩散控制。     

一种新型Fe-Ni-Cr基高温合金组织特征及平衡相析出热力学研究

采用超高分辨场发射扫描电镜对一种新型Fe-Ni-Cr基合金进行了组织特征观察,并利用热力学计算软件Thermo-Calc对合金中可能析出的平衡相及元素含量变化对合金熔点及各相析出行为影响进行了计算分析。结果表明,C含量的增加可以明显提高MC及M_(23)C_6的析出量和析出温度;Ti作为MC的主要形成元素,其含量增加对MC析出量基本无影响,但可显著扩大MC的析出温度范围;Al、Ti含量的增加均可提高γ′相的析出量和析出温度,Al的影响尤为显著;降低Al或提高Ti含量均会显著提高η相的析出量和析出温度;W作为参与MC形成的元素,其含量增加对于促进MC形成的作用不明显;合金元素Al、Ti、W含量的增加均会降低初熔点,Al和Ti的影响更为明显。     

固溶处理对Inconel 625合金电弧增材组织的影响

采用GTAW电弧增材制造工艺进行了Inconel 625合金薄壁试样的制备,并研究了焊后固溶处理对Inconel625合金GTAW电弧增材制造组织和力学性能的影响.结果表明,增材试样的微观组织以柱状树枝晶为主,且晶粒生长方向呈现与焊接方向近似垂直的定向生长,同时发现,增材试样组织中主要存在Laves(Ni,Fe,Cr)_2(Nb,Ti,Mo)相和MC型碳化物两种析出相.经过680℃固溶处理,Laves相中Nb,Mo元素开始向基体中扩散,从而在Laves相附近析出针状δ相,随着固溶处理温度增加,Laves相溶解量增加,Laves相附近针状δ析出量明显增加,当固溶处理温度增加至1 080℃时,大量Laves相溶解,仅剩少量细小颗粒呈弥散状分布,大量Nb,Mo元素向基体中扩散,使得δ相消失.     

合金元素Mo对Laves相TaCr_2合金显微组织及断裂韧性的影响北大核心CSCD

采用机械合金化+热压烧结的工艺路线制备Laves相TaCr_2合金,研究合金元素Mo对其显微组织、力学性能,特别是韧化效果的影响。结果表明:当Mo含量由0增加到5%(摩尔分数)时,Mo取代Laves相TaCr_2中Cr的位置为主。当Mo含量增加到7.6%和10%时,Mo取代Ta的位置更占优势。添加合金元素Mo的Laves相TaCr_2合金较未合金化的TaCr_2硬度略有降低;当Mo添加量≤7.6%,合金的断裂韧性微弱下降,当Mo含量达到10%时,合金断裂韧性要高于Mo添加量小于7.6%时的TaCr_2合金,达到4.26 MPa·m1/2。     

合金元素Mo对Laves相TaCr_2合金显微组织及断裂韧性的影响

采用机械合金化+热压烧结的工艺路线制备Laves相TaCr_2合金,研究合金元素Mo对其显微组织、力学性能,特别是韧化效果的影响。结果表明:当Mo含量由0增加到5%(摩尔分数)时,Mo取代Laves相TaCr_2中Cr的位置为主。当Mo含量增加到7.6%和10%时,Mo取代Ta的位置更占优势。添加合金元素Mo的Laves相TaCr_2合金较未合金化的TaCr_2硬度略有降低;当Mo添加量≤7.6%,合金的断裂韧性微弱下降,当Mo含量达到10%时,合金断裂韧性要高于Mo添加量小于7.6%时的TaCr_2合金,达到4.26 MPa·m1/2。     

B元素对定向凝固镍基合金凝固特性和TCP相析出行为的影响

研究了B元素对定向凝固镍基合金凝固特性和TCP相析出行为的影响规律,并结合热力学计算软件Thermo-Calc和镍基合金数据库,计算分析了B元素对合金在非平衡凝固过程中的Cr、Co和Mo元素偏析行为的影响。结果表明,B元素的加入能够显著降低合金的固/液相温度,加宽凝固范围,增加共晶含量及Co、Cr和Mo元素在枝晶间的偏聚程度,进而加剧TCP相的析出;当B元素含量≤0.012%时,合金在850℃长期时效具有较好的组织稳定性能;当B元素含量增加到0.033%时,合金时效100 h,针状σ相开始析出,合金组织稳定性变差。     

G115马氏体耐热钢平衡析出相的热力学计算和分析

为了制备超10 t级G115马氏体耐热钢的大型铸件,需科学评估合金元素对析出行为的影响。采用Thermo-Calc软件的TCFe9数据库对G115马氏体耐热钢的平衡析出相进行热力学模拟计算,研究了主元素对G115钢平衡态析出相类型、析出量和析出温度的影响。计算结果表明:G115马氏体耐热钢在650 ℃下的析出相主要有MX相(FCC-A1#2:NbC)、M₂₃C₆、Laves相和富Cu相。其中NbC的析出温度为1148 ℃,M₂₃C₆的析出温度为871 ℃,Laves相的析出温度为811 ℃,富Cu相的析出温度为734 ℃。其中C和Cr对M₂₃C₆的析出有影响,C和Nb对NbC的析出有影响,W对Laves相的析出有影响,B对各相的析出均无明显影响。     

新型难变形高温合金эк151的组织特征及平衡析出相热力学计算

利用场发射扫描电子显微镜对其铸态组织进行了观察,并通过热力学计算,对该合金中成分对平衡相析出的影响规律进行了研究。结果表明,эк151合金凝固过程中,Mo、Nb和Ti等元素在枝晶间偏析,并形成大量γ′+γ共晶相。合金主要析出相为大量的γ′相、少量的一次、二次碳化物和硼化物以及μ相。其中强化相γ′多成立方状,800℃下平衡态质量分数含量高达50%左右。当成分在规定范围波动时,对熔点影响最大的为Cr、Mo、Nb和Ti;而Al、Ti和Nb含量变化均会影响到γ′相的析出量及析出温度;Cr、Mo含量变化还会影响到二次碳化物的种类,Ti、Nb、C虽然是一次碳化物MC的主要形成元素,但是成分范围内对其析出温度影响并不明显。影响μ相析出温度和析出量的主要成分为Cr、Mo和W。